氧化铟锡或成光子学材料领域新星
- 发布时间：2016-04-30 01:30:33 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京4月29日电 （记者刘霞）一个国际科研团队在28日出版的《科学》杂志上撰文指出，氧化铟锡（ITO）可以获得高于其他材料数百倍以上的光学非线性，未来有望在多个光子学应用领域大显身手。
与电子相比，光子传输信息具有并行处理能力强、运算速度快、能耗低等优势。为了更好地利用光子，科学家们需要在光通过材料时对其“一举一动”进行控制。一种控制方式是，调整材料的折射率使光更快或更慢地通过材料。有些材料能根据通过光强的不同（低能光源还是高能激光）而改变自身的折射率——光学非线性。在光子学领域，光学非线性越高的材料，对科学家们的吸引力越大。
美国罗切斯特大学教授罗伯特·博伊德领导的团队发现，常用于触摸屏和飞机窗户的材料氧化铟锡能获得特别高的光学非线性。在某些条件下，ITO样本获得的光学非线性程度可超过其他材料数百倍。
此外，有些材料在光子通过后能快速恢复到最初的折射率，而其他材料可能会保持在新的状态。如果一种材料能更快地进行这种调整，对大多数应用来说是极有帮助的。材料改变自身折射率的能力越强，通过其光子速度范围就越大，从而使科学家能对光子的功能进行更大程度地控制，这一点在显微镜和数据处理等多个领域都有广泛用途。
最新研究中，ITO在360飞秒内（1飞秒为1秒的一千万亿分之一）就恢复了最初的折射率。
该研究合作者、墨西哥蒙特雷科技大学的伊斯雷尔·德利昂解释道，这一特定条件与波长约为1.2微米的光有关，该光波介于可见光与波长为1.5微米的光之间，对光子通讯意义重大。
加州圣地亚哥大学光子学专家沙迪克·埃森纳表示，最新研究无疑将对光子学，尤其是硅纳米光子学领域产生重大影响。
总编辑圈点
光子作为一种基本粒子，在比较热门的量子理论中，被认为是一种媒介，能够承载和传递信息。在目前的通信网络中，承担这一角色的是电子，而用光子代替电子实现更快捷安全的光通信，是当下量子科学家的重要研究目标之一。除了光子本身的属性和功能需要透彻明了，对光子产生影响的一切外界因素也都有待深入研究。其中，依赖于入射光强度改变光学性质的非线性材料，正是科学家感兴趣的方向。
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